CZ303296B6 - Belite clinker and process for producing thereof - Google Patents
Belite clinker and process for producing thereof Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303296B6 CZ303296B6 CZ20090163A CZ2009163A CZ303296B6 CZ 303296 B6 CZ303296 B6 CZ 303296B6 CZ 20090163 A CZ20090163 A CZ 20090163A CZ 2009163 A CZ2009163 A CZ 2009163A CZ 303296 B6 CZ303296 B6 CZ 303296B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- clinker
- weight
- belite
- cement
- alite
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Abstract
Description
Bělit ický stínek a způsob jeho výrobyBleaching shade and method of its production
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká složení cementového slínku na bázi belitu tvořeného kromě belitu, tricalciumaluminátem, tetracalciumaluminátťeritem, alitem a volným vápnem a způsobu jeho výroby.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a composition of belite-based cement clinker formed in addition to belite, tricalciumaluminate, tetracalciumaluminate terite, alite and free lime, and to a process for its manufacture.
io Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Belitický slínek, tedy slínek tvořený pouze belitem a mezemi hmotou, tj. taveninou vyplňující prostor mezi krystaly belitu, složenou z tricalciumaluminátu a tetracalciumaluminátferitu, se nevyrábí, protože podle dosavadních výzkumů má nevyhovující pevnosti. Bělit v běžném port15 landském slínku má podstatně nižší hydraulickou aktivitu oproti alitu a přispívá významněji pouze k pevnostem po 28 dnech hydratace. To potvrzuje i laboratorně připravený vzorek označený S-B, jehož složení a vlastnosti jsou uvedeny v příkladu 1. Bělit však poskytuje odolnější hydratovanou matrix než alitem bohatý klasický portlandský cement, a to ve smyslu konstrukční odolnosti. Navíc, pokud by se podařilo vyřešit hromadnou výrobu nízkosyceného belitického slínku, znamenalo by to značnou úsporu energie a snížení emisí CO2.Belitic clinker, a clinker consisting solely of belite and mass boundaries, i.e. a melt filling the space between belite crystals, composed of tricalciumaluminate and tetracalciumaluminateferite, is not produced because it has been found to have unsatisfactory strengths to date. Whitening in conventional port 15 clinker clinker has significantly lower hydraulic activity compared to alite and contributes only significantly to strength after 28 days of hydration. This is confirmed by a laboratory-prepared sample labeled SB, whose composition and properties are shown in Example 1. However, bleach provides a more resistant hydrated matrix than an alite-rich classic Portland cement in terms of structural resistance. In addition, if mass production of low-carbonated belitic clinker could be solved, this would mean considerable energy savings and reduced CO 2 emissions.
Doposud známé způsoby aktivace belitu se většinou ubíraly směry, které jsou mimo možnosti současných pecních linek. Publikované práce se zabývají na jedné straně polymorfní belitu a vlastnosti jeho stabilizovaných modifikací, na druhé straně vlastnostmi slínku s různými obsahy těchto modifikací a jejich vlivem na pevnosti cementu. Výsledky těchto studií nejsou příliš povzbudivé, protože snižování sycení vápnem pod dnes obvykle využívaný interval (90 až 100 %) vede ke snižování obsahu alitu a tím k prudkému poklesu pevností. Studie vedou k závěru, že bělit v současných aliticko-belitických cementech má nepatrnou hydraulickou aktivitu.The hitherto known methods of belite activation mostly followed directions which are beyond the scope of current furnace lines. Published works deal with polymorphic belite on one hand and properties of its stabilized modifications, on the other hand with properties of clinker with various contents of these modifications and their influence on cement strength. The results of these studies are not very encouraging, because reducing lime saturation below the currently used interval (90-100%) leads to a decrease in alite content and thus a sharp decrease in strength. Studies have led to the conclusion that bleaching in current alitic-belitic cements has little hydraulic activity.
Stabilizace aktivnějších forem belitu bylo dosaženo pouze zvýšením koncentrace alkalických oxidů a extrémními rychlostmi chlazení. Nověji je pro hydraulickou aktivaci belitu využívána tzv. remeltingová reakce, kdy dochází řízením teploty chlazení a řízením obsahu příměsí k fázovým přechodům spojeným s uvolňování kapalné fáze a rozrušením krystalů belitu. Uvedené způsoby jsou však realizovány v laboratoři nebo na speciálních zařízeních, tedy za podmínek mimo možnosti současných výrobních technologií.Stabilization of more active forms of belite was achieved only by increasing the concentration of alkali oxides and extreme cooling rates. More recently, the so-called remelting reaction is used for the hydraulic activation of belite, where by controlling the temperature of the cooling and controlling the admixture content, phase transitions associated with the release of the liquid phase and the disintegration of the belite crystals occur. However, these methods are realized in a laboratory or on special equipment, ie under conditions beyond the possibilities of current production technologies.
V omezeném měřítku probíhá výroba sulfoaluminátových belitických cementů (SAB), které vykazují vcelku dobré vlastnosti. Hlavní hydratační produkt těchto cementů, ettringit, s extrém40 ním obsahem krystalové vody, zabezpečuje rychlý nárůst počátečních pevností, avšak nedává plynou záruku pro dlouhodobou stabilitu betonu. Také byly provedeny experimenty s průmyslovou výrobou sulfoferoaluminátového belitického slínku (SFAB) a vysoceželeznatého belitického slínku (HFBC), které měly uspokojivé pevnosti po 28 dnech hydratace, ale nízké krátkodobé pevnosti. Nejdále je v tomto směru Čína, kde se průmyslově vyrábí vedle SAB cementů také fluoraluminátové belitické cementy a vysoce belitické portlandské cementy s 20 až 30 % hmotn. alitu.To a limited extent, sulfoaluminate belitic cements (SAB) are produced which exhibit quite good properties. The main hydration product of these cements, ettringite, with its extreme crystalline water content, ensures a rapid increase in initial strength, but does not give a guarantee for the long-term stability of the concrete. Experiments were also conducted with the industrial production of sulfoferoaluminate belitic clinker (SFAB) and high-ferrous belitic clinker (HFBC), which had satisfactory strengths after 28 days of hydration but low short-term strengths. The furthest in this respect is China, where, besides SAB cements, fluoroaluminate belitic cements and highly belitian Portland cements with 20 to 30 wt. alitu.
Ve výzkumu prováděném přihlašovatelem se ukázalo, že hydraulická aktivita belitu závisí nejen na jeho modifikacích, ale i na způsobu přípravy a podmínkách vzniku belitu. To potvrzuje původ50 ní závěr, že jednotlivé modifikace belitu mohou být podle způsobu vzniku hydraulicky vysoce aktivní i téměř neaktivní.The Applicant's research has shown that the hydraulic activity of belite depends not only on its modifications but also on the method of preparation and the conditions of belite formation. This confirms the original conclusion that individual modifications of belite can be hydraulically highly inactive or almost inactive depending on the type of formation.
Vynález si klade za úkol navrhnout složení belitického slínku, který by byl dostatečně hydraulicky aktivní a zároveň by bylo možné ho vyrábět s využitím stávajících technologických linek a cement z něj vyrobený by se svými vlastnostmi, přiblížil port I and skému cementu s převahou alitu.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a composition of belitic clinker which is sufficiently hydraulically active and at the same time can be produced using existing technological lines and the cement produced from it with its properties approximates port I and alite predominant cement.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedený úkol řeší cementový slínek tvořený následujícími složkami:Cement clinker consists of the following components:
- bělit = (dicalciumsilikát + isomorfní příměsi)- bleach = (dicalciumsilicate + isomorphic impurities)
- alit = (tricalciumsilikát + isomorfní příměsi) to - tricalciumaluminát- alite = (tricalciumsilicate + isomorphic impurities) to - tricalciumaluminate
- tetracalciumaluminátferit- tetracalciumaluminátferit
- volné vápno.- loose lime.
Přitom podstata slínku podle vynálezu spočívá v tom, že podíl alitické složky v něm obsažené činí max. 20 % hmotn., v chemickém složení slínku se nachází podíl SO3 v rozmezí 2,0 až 7,0 % hmotn., přičemž výskyt dalších fázových složek obsahujících síru - yeelimitu (CatAUO^SOO) a anhydritu (CaSO4)-je v součtu omezen na hodnotu do 5,0 % hmotn.The essence of the clinker according to the invention consists in that the proportion of alitic component contained in it is max. 20% by weight, in the chemical composition of the clinker there is a proportion of SO 3 in the range of 2.0 to 7.0% by weight. components containing sulfur - yeelimitu (Catauí ^ SOO) and anhydrite (CaSO4) -is in the sum is limited to 5.0%.
Experimentálně bylo totiž prokázáno, že s narůstajícím množstvím SO3 ve slínku roste v krysta2o lech belitu jeho koncentrace za současného zvyšování poměru CaO : SiO2 ve prospěch CaO. Tento bělit („sulfobelit“) je potom hydraulicky aktivnější než běžný bělit obsažený v běžném portlandském slínku. Navíc, pokud je ve slínku obsažen i alit, je účinkem SO3 stabilizován v podobě modifikace Mi, která má vyšší hydraulickou aktivitu než běžnější modifikace M3.Indeed, it has been shown experimentally that as the amount of SO 3 in the clinker increases, its concentration increases in the belite crystal while increasing the CaO: SiO 2 ratio in favor of CaO. This bleach ('sulfobelite') is then hydraulically more active than the normal bleach contained in conventional Portland clinker. In addition, if alite is present in the clinker, it is stabilized by the SO 3 effect in the form of a modification Mi, which has a higher hydraulic activity than the more conventional modification M 3 .
Cementový slínek o uvedeném složení je vyroben tak, že se do surovinové moučky určené pro výpal slínku přidává surovina s vysokým obsahem SO3, přičemž se reguluje obsah SO3 ve slínku v rozmezí 2,0 až 7,0 % hmotn., načež se slínek vypálí v cementářské rotační peci.The cement clinker of this composition is produced by adding a high SO 3 content of raw meal to the clinker firing, controlling the SO 3 content of the clinker in the range of 2.0 to 7.0% by weight, and then the clinker burns in a cement rotary kiln.
Do surovinové moučky se mohou přidávat různé druhy odpadních sádrovců nebo fluidní popílky.Various types of waste gypsum or fluidized fly ash can be added to the raw meal.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1:Example 1:
V laboratorních podmínkách byly vypáleny z běžných cementářských surovin čtyři druhy slínků. Dva be litické slínky dotované SO3 s rozdílným sycením vápnem - dále označené S-B80S4 a SB90S4. Pro porovnání jako standard čistě belitický slínek označený S-B a běžný portlandský slínek s vysokým podílem alitu označený S-A. Jejich fázové a chemické složení v % hmotn. je v následující tabulce:Four types of clinkers were burnt from common cement raw materials under laboratory conditions. Two SO 3 doped clinker clinkers with different lime saturation - hereinafter referred to as S-B80S4 and SB90S4. For comparison, purely belitic clinker labeled SB and standard Portland clinker with high alite content labeled SA are standard. Their phase and chemical composition in wt. is in the following table:
SLP, Ms a Ma jsou základní chemické parametry: SLP = sycení vápnem podle Lea-ParkeraSLP, Ms and Ma are the basic chemical parameters: SLP = Lea-Parker lime saturation
Ms = silikátový modulMs = silicate module
Ma = aluminátový modulMa = aluminate module
Cementy vyrobené z těchto slínků se stejným obsahem regulátoru tuhnutí a s přibližně stejným měrným povrchem vykazují normově stanovené technologické vlastnosti, které jsou uvedeny v následujících tabulkách:Cements made from these clinkers with the same solidification regulator content and approximately the same specific surface area have the standardized technological properties, which are listed in the following tables:
Měrná hmotnost v kg/m3 a měrný povrch v m2/kg připravených cementůSpecific weight in kg / m 3 and specific surface in m 2 / kg of prepared cements
-3 CZ 303296 B6-3 CZ 303296 B6
Pevnosti cementů v MPa stanovené podle ΕΝ 196-1Cement strengths in MPa determined according to ΕΝ 196-1
Stanovení průběhu tuhnutí, normální konzistence cementové kaše a objemové stálosti podle EN 196-3Determination of solidification process, normal cementitious consistency and volume stability according to EN 196-3
io Hydratační teplo cementů stanovené podle ΕΝ 196-8io Hydration heat of cements determined according to ΕΝ 196-8
Příklad 2:Example 2:
Z běžných cementářských surovin byl vypálen belitický slínek označený S-BS3 dotovaný SO3 ve speciální modelové rotační peci pri teplotě 1350 až 1400 °C s následujícím fázovým a chemickým složením v % hmotn.:From common cement raw materials, belitic clinker labeled S-BS3 doped with SO 3 was burned in a special model rotary kiln at a temperature of 1350 to 1400 ° C with the following phase and chemical composition in% by weight:
-4CZ 303296 B6-4GB 303296 B6
SLP, Ms a Ma jsou základní chemické parametry :SLP, Ms and Ma are basic chemical parameters:
SLP = sycení vápnem podle Lea-ParkeraSLP = Lea-Parker lime saturation
Ms - silikátový modul Ma = aluminátový modulMs - silicate module Ma = aluminate module
Z uvedeného belitického slínku byl připraven cement semletím s 2,5 % hmotn. sádrovce jako io regulátoru tuhnutí na měrný povrch 350 mz.kg“' (ozn. C-A0B100). Jako srovnávací standard byl připraven cement se stejným měrným povrchem z běžného průmyslového portlandského slínku s vysokým obsahem alitu s přídavkem 5 % hmotn, sádrovce (ozn. C-A100B0).From said belitic clinker cement was prepared by grinding with 2.5 wt. gypsum as well as solidification regulator to specific surface 350 m from .kg “'(designation C-A0B100). As a comparative standard, cement with the same specific surface area was prepared from conventional industrial Portland clinker with a high alite content with the addition of 5 wt% gypsum (ref. C-A100B0).
Dále byly sledovány vlastnosti směsných cementů z těchto dvou základních cementů, protože 15 různým dávkováním lze připravit cementy s řízenými technologickými vlastnostmi dle požadavku uživatele (konečné pevnosti, průběh nárůstu pevnosti, uvolněné hydratační teplo atd.).Furthermore, the properties of mixed cements from these two basic cements were studied, because 15 different dosages can be used to prepare cements with controlled technological properties according to the user's requirements (final strength, course of strength increase, released hydration heat, etc.).
Výsledky pevností jsou uvedeny v následující tabulce (číslo v označení cementu u písmene A značí procentuální podíl alítického cementu a u písmene B podíl belitického cementu):The strength results are given in the following table (the number in the cement designation for letter A indicates the percentage of alitic cement and for letter B the percentage of belitic cement):
-5CZ 303296 B6-5GB 303296 B6
Pevnosti v tlaku a v tahu za ohybu podle ΕΝ 196-1 v MPa připravených směsných aliticko-belitických cementůCompressive and flexural strength according to Ε 196-1 in MPa of prepared mixed alitic-belitic cements
Stanovení normální hustoty a počátku a konce tuhnutí podle ΕΝ 196-3Determination of normal density and setting and end of solidification according to ΕΝ 196-3
U čistě belitického cementu C-AOBIOO bylo stanoveno také hydratační teplo po 7 dnech hydratace rozpouštěcí metodou podle EN 196-8, které činí 178 kJ/kg. Lze ho tedy klasifikovat jako cement s velmi nízkým hydratačním teplem.For pure C-AOBIOO cement, the heat of hydration was also determined after 7 days of hydration using the EN 196-8 dissolution method of 178 kJ / kg. It can therefore be classified as a cement with very low hydration heat.
is Při výrobě směsných cementů složených z běžného alitického slínku a z tohoto speciálního belitického slínku lze dosáhnout až do 40 % náhrady výborné počáteční pevnosti a navíc lze změnou poměru obou slínku připravit speciální cementy s vlastnostmi podle požadavku na jejich použití.is In the production of mixed cements composed of common alitic clinker and this special belitic clinker, up to 40% replacement of excellent initial strength can be achieved and in addition, by changing the ratio of both clinkers, special cements with properties can be prepared according to their application requirements.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20090163A CZ303296B6 (en) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Belite clinker and process for producing thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20090163A CZ303296B6 (en) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Belite clinker and process for producing thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2009163A3 CZ2009163A3 (en) | 2010-12-08 |
CZ303296B6 true CZ303296B6 (en) | 2012-07-18 |
Family
ID=43297101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20090163A CZ303296B6 (en) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Belite clinker and process for producing thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ303296B6 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ306912B6 (en) * | 2016-08-22 | 2017-09-06 | Unipetrol výzkumně vzdělávací centrum, a.s. | A method of production of bellitic cement |
CZ309124B6 (en) * | 2020-12-02 | 2022-02-16 | Výzkumný ústav stavebních hmot, a.s. | Method of intensifying cement clinker production |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993021122A1 (en) * | 1992-04-13 | 1993-10-28 | Aalborg Portland A/S | Cement composition |
US5356472A (en) * | 1992-02-13 | 1994-10-18 | Ivan Odler | Portland cement clinker and portland cement |
WO2000047534A1 (en) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | Alexandr Alexandrovich Sytnik | Concrete composition and variants |
US7001454B2 (en) * | 2002-12-10 | 2006-02-21 | Cemex Trademarks Worldwide, Ltd. | Clinker and white portland cement with a high sulfur content derived from a high sulfur content pet-coke used as fuel |
CZ297972B6 (en) * | 2000-10-05 | 2007-05-09 | Slag cement | |
SK286379B6 (en) * | 2004-08-16 | 2008-08-05 | Považská Cementáreň, A. S. | Method for reducing carbon dioxide emission at cement production |
CN101353231A (en) * | 2008-08-01 | 2009-01-28 | 湖南石门特种水泥有限公司 | High-magnesium moderate-heat portland cement and production method thereof |
-
2009
- 2009-03-16 CZ CZ20090163A patent/CZ303296B6/en unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5356472A (en) * | 1992-02-13 | 1994-10-18 | Ivan Odler | Portland cement clinker and portland cement |
WO1993021122A1 (en) * | 1992-04-13 | 1993-10-28 | Aalborg Portland A/S | Cement composition |
WO2000047534A1 (en) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | Alexandr Alexandrovich Sytnik | Concrete composition and variants |
CZ297972B6 (en) * | 2000-10-05 | 2007-05-09 | Slag cement | |
US7001454B2 (en) * | 2002-12-10 | 2006-02-21 | Cemex Trademarks Worldwide, Ltd. | Clinker and white portland cement with a high sulfur content derived from a high sulfur content pet-coke used as fuel |
SK286379B6 (en) * | 2004-08-16 | 2008-08-05 | Považská Cementáreň, A. S. | Method for reducing carbon dioxide emission at cement production |
CN101353231A (en) * | 2008-08-01 | 2009-01-28 | 湖南石门特种水泥有限公司 | High-magnesium moderate-heat portland cement and production method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ2009163A3 (en) | 2010-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2844389C (en) | Method and additive for increasing early strength | |
RU2360874C2 (en) | Sulphoaluminate clinker with high belite content, method for its preparation and its application for hydraulic binders | |
Asensio et al. | Fired clay-based construction and demolition waste as pozzolanic addition in cements. Design of new eco-efficient cements | |
Reig et al. | Influence of the activator concentration and calcium hydroxide addition on the properties of alkali-activated porcelain stoneware | |
FI115298B (en) | The cementitious composition | |
CA2922773C (en) | Calcium sulfoaluminate composite binders | |
AU2005232028B2 (en) | Hydraulic binder | |
AU2014317428B2 (en) | Binder comprising calcium sulfoaluminate cement and a magnesium compound | |
ES2469940T3 (en) | Sulfoaluminum clinker and procedure for its preparation | |
MXPA04010946A (en) | Rapid setting cementitious composition. | |
CZ300189B6 (en) | Activated aluminosilicate binding agent | |
ES2500115T3 (en) | High sulfur white cement and clinker derived from a process that uses high sulfur petroleum coke as fuel | |
EP2842924A1 (en) | Composite binder comprising calcium sulfoaluminate cement and calcium nitrate or calcium nitrite | |
Ogli | CHEMICAL COMPOSITION OF PORTLAND CEMENT CLINKER | |
CZ303296B6 (en) | Belite clinker and process for producing thereof | |
US20240034680A1 (en) | Hydraulic binder with low carbon footprint and high early strength | |
KR101306182B1 (en) | Plenty of recycling aggregate and environment-friendly block for shore protection binder composition | |
CZ26531U1 (en) | Raw material powder for firing cement clinker | |
Singh et al. | Hydration of composite cement | |
Halmagyi et al. | NEW EXPERIMENTAL SULFOALUMINATE CLINKERS FROM NATURAL RAW MATERIAL MIXTURES | |
CZ308159B6 (en) | Binding agent β-belite-metakaolinite-lime hydrate | |
Matamba Jibikila et al. | Characterization of material for cement production in Mbuji-Mayi area (DR Congo) | |
PL219001B1 (en) | Mixed binder with a controlled linear changes | |
FR3005656A1 (en) | HYDRAULIC BINDER OF CLEAR COLOR BASED ON CLINKER BELITE-CALCIUM-SULFOALUMINATE-FERRITE | |
PL229864B1 (en) | Method for obtaining the non-shrinking cement |